《2025年尖子生题库九年级物理人教版》

2.（山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km，驾车前往大约需要4 h。（汽油的热值q取4.5×10⁷ J/kg，汽油的密度ρ取0.8×10³ kg/m³）
（1）求汽车的平均速度；
（2）汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量Q；
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率。

答案： 2.解：
(1)汽车平均速度为：v=s/t=360km/4h=90km/h。
(2)消耗汽油的质量为：$m=ρV=0.8×10^{3}kg/m^{3}×25L=20kg；$燃烧释放的热量为：$Q=qm=4.5×10^{7}J/kg×20kg=9×10^{8}J。$
(3)汽车发动机做的机械功为：$W=Pt=25×10^{3}W×4×3600s=3.6×10^{8}J；$汽车发动机的效率为：$η=W/Q=3.6×10^{8}J/9×10^{8}J=40%。$
答：
(1)汽车的平均速度为90km/h；
(2)汽油完全燃烧放出的热量Q为$9×10^{8}J；$
(3)汽车发动机的效率为40%。

3.（陕西）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8 t，车轮与地面的总接触面积为0.1 m²。某次测试中，该车匀速直线行驶6 km用时5 min，牵引力做功的功率恒为36 kW，发动机的效率为60%。(g取10 N/kg，氢燃料的热值为1.4×10⁸ J/kg，假设氢燃料完全燃烧)
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？
（3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数）

答案： 3.解：
(1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是$p=F/S=G/S=mg/S=1.8×10^{3}kg×10N/kg/0.1m^{2}=1.8×10^{5}Pa；$
(2)该车行驶的速度是v=s/t=6000m/5×60s=20m/s；P=W/t=Fs/t=Fv，则受到的牵引力F=P/v=36000W/20m/s=1800N；
(3)牵引力做功$W=Pt=36000W×5×60s=1.08×10^{7}J，$由$η=W/Q_{放}$得，氢燃料完全燃烧放出的热量为$Q_{放}=W/η=1.08×10^{7}J/60%=1.8×10^{7}J，$本次测试中，消耗氢燃料的质量为$m_{氢}=Q_{放}/q_{氢}=1.8×10^{7}J/1.4×10^{8}J/kg≈0.13kg。$
答：
(1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是$1.8×10^{5}Pa；$
(2)本次测试中，该车行驶的速度是20m/s，受到的牵引力是1800N；
(3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是0.13kg。